1890煤矿15111工作面供电方案.docx
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1890煤矿15111工作面供电方案
1890煤矿15111工作面供电方案
一、概述
15111南翼综采工作面电源取自中央变电所供电系统，全长2600m；使用一趟高压电缆从原15123综采面供电系统0630#高爆引出，输送到15111南翼综采工作面调整回风巷设备列车处，经移动变电站变压后供给用电设备。
15111运输巷电源取自1760石门移变。
二、供电方案
1、井下供配电线路
1.1、高压电缆路线：
中央变电所（0630#）→副井→1790石门→15111回风巷650m处联络巷（电缆悬挂在左手上侧）→15111调整回风巷（电缆悬挂在左手上侧）→15111调整回风巷设备列车处，经移动变电站变压后供给用电设备
1.3、运输巷：
1760石门移变→15111运输巷；供给运输巷用电设备
2、井下动力配电（15111综采工作面综采面）
综采工作面选用KBSGZY-1250型移动变电站2台,KBSGZY-1000型移动变电站1台，共3台
选用组合开关QJZ1-1200/1140（660）三台
3、电力负荷
3.1、15111综采工作面用电负荷计算
名称
功率（Kw）
数量
名称
功率（KW）
数量
采煤机
920
1
转载机
200
1
乳化液泵站
160
1
照明
4.2
1
喷雾泵
45
1
破碎机
110
1
刮板输送机
2*400
1
合计
2240.2KW
总负荷为2240.2KW,采煤机920KW，选用1250KVA移变；工作面刮板输送机、转载机、破碎机2*400+200+110=1110KW，选用1250KVA移变；喷雾泵和乳化液泵站、照明、水泵共用移动变电站变压器容量计算45+160+10+45=260KW，选用500或1000KVA移变；胶带输送机3*90KW=270KW，原1760石门1000KVA移变；
说明：
①、15111回风巷综采深孔钻机采用660v的电缆来自1790石门无极绳绞车处。
②、15111运输巷两处水仓水泵660V电源取自2#胶带输送机电源
③、六大系统综保电源取自1#胶带输送机电源
3.2、移动变电站验算选择：
3.2.1、采煤机供电移动变电站变压器容量计算：
采煤机功率920kw
Sb=
=920*0.67/0.68=906.47kvA
式中：
采煤机移变所带总负荷920kw；
KX——共用工作系数0.67（计算公式：
0.4+0.6Pm/）（0.5～0.75）
COSdg——加权平均功率因数0.68（0.6～0.8）
根据工作面用电容量计算：
Sb=906.47kVA，由于采煤机截割电机电机功率大起动电流较大，故选用KBSGZY—1250/6防爆移动变电站是合理的。
KBSGZY—1250/6移动变电站技术性能：
额定容量：
1250KVA，额定电压：
初级6KV，次级1200V，高压分接头：
额定6KV—4%、5.5KV—4%、5.7KV—8%。
3.2.2、工作面刮板输送机，转载机、破碎机共用移动变电站变压器容量计算：
1110KW（800+200+110）
Sb=
=1110*0.67/0.68=1093.6kvA
式中：
工作面刮板输送机，转载机、破碎机共用移变所带总负荷1110kw；
KX——共用工作系数0.67
COSdg——加权平均功率因数0.68
根据工作面用电容量计算：
Sb=1093.6kVA，故选用KBSGZY—1250/6防爆移动变电站是合理的。
KBSGZY—1250/6移动变电站技术性能：
额定容量：
1250KVA，额定电压：
初级6KV，次级1140V，高压分接头：
额定6KV—4%、5.5KV—4%、5.7KV—8%。
3.2.3、喷雾泵、乳化夜泵、水泵、深孔钻机共用移动变电站变压器容量计算：
260kw
Sb=
=260kw*0.67/0.68=256kVA
式中：
ΣP——乳化夜泵、喷雾泵、照明水泵移动变电站
所供设备功率之和260kw
KX——共用工作系数0.67
COSdg—加权平均功率因数0.68
根据工作面用电容量计算：
Sb=256kVA，故选用KBSGZY—1000/6防爆移动变电站是合理的。
KBSGZY—1000/6移动变电站技术性能：
额定容量：
1000KVA，额定电压：
初级6KV，次级660V，高压分接头：
额定6KV—4%、5.5KV—4%、5.7KV—8%。
4、电缆截面的选择
井下电缆全部采用阻燃性橡套铜芯电缆，移动变电站电源进线选用矿用橡套双屏蔽电缆，采区低压电缆选用阻燃性橡套软电缆。
本矿井井下电压等级高压6000V、1140V电压，低压660V,井下信号及照明127V电压。
根据实际情况选择电缆截面应满足下列条件：
4.1、电缆的正常工作负荷电流应等于或小于电缆长期允许持续电流；
4.2、对距移动变电站最远，容量最大的电动机（如采煤机、工作面运输机等）起动时，应保证电动机在重载下起动。
如采掘机械无实际最小起动力矩数据时，可按电动机起动时的端电压不低于额定电压的75%校验；
4.3、正常运行时，电动机的端电压应不低于额定电压的7%—10%。
由于采区的用电设备一般属于间歇性负荷，允许在正常运行时电压降可略低一些，一般电缆截面取决于起动情况；
4.4、电缆末端的最小二相短路电流应大于馈电开关整定电流值的1.5倍。
5、6KV高压电缆的选择
5.1、采煤机
5.1.1、工作面所有用电设备总负荷2239.2kw移动变电站高压一次侧工作电流计算：
Ig=P*/（1.732*U*cosФ）=2239.2/（1.732*6*0.85）≈253.5A
根据实际工作电流Ig=253.5A，考虑高压供电距离3000m，有一定的电压损失及电缆强度，高压安全可靠的要求和《煤矿安全规程》第四百六十七条规定，移动变电站电缆必须采用监视型屏蔽橡套电缆，选用6000V高压监视型屏蔽橡套电缆。
根据高压电缆选型规定：
电缆允许载流量大于或等于通过电缆的最大持续工作电流及公司现有的电缆，MYPT-3/63*95+3*35/3电缆的允许载流量为280A，所以高压电缆选择型号规格为MYPT-3/63*95+3*35/3.截面：
95mm2
5.1.2电压损失
允许压降：
ΔV=6000-6000*0.95=300V
实际电压损失：
ΔVL=
*
=1050*3（0.588*0.588+0.078*0.078）/6*1.732
≈178.9V
式中：
L—高压电缆的实际长度按照3000m计算
Ro—每公里电缆的电阻0.588欧姆/Km
Xo—每公里电缆的电抗0.078欧姆/Km
经计算实际电压损失ΔVL=178.9V，在允许压降ΔV=300V范围内，选用MYPT-3/63*95+3*35/3型屏蔽高压电缆是合理的。
5.3、电动机负荷电缆选择
根据电动机的正常工作负荷电流应等于或小于电缆允许持续电流的原则，来选择各电气设备的供电电缆。
5.3.1采煤机
功率：
920KW（2*50KW+2*400KW+20）
工作电流计算：
Ig=
=400/1.732*1.14*0.85≈238.3A
式中：
V1—电网额定电压1140V
95mm2电缆的长期连续负荷载流量280A大于工作电流238.3A
所以选择MCP3×95+1×25+6×4采煤机专用电缆，电压等级1140V/660V。
5.3.2刮板输送机
功率：
2*400KW
工作电流计算：
Ig=
=400/1.732*1.14*0.85≈238.3A
式中：
V1—电网额定电压1140V
95mm2电缆的长期连续负荷载流量280A大于工作电流238.3A
所以选择MYP3×95+1×25电缆，电压等级1140V/660V。
5.3.3乳化液泵
功率：
160KW
工作电流计算：
Ig=
=160/1.732*0.66*0.85≈164.6A
式中：
V1—电网额定电压0.66KV
70mm2电缆的长期连续负荷载流量（表12-2-17）200A大于工作电流164.6A
起动瞬间电流大，所以选择MY-1.14/6603×70+1×25电缆，电压等级1140V/660V
5.3.4转载机及破碎机
功率：
200KW110KW
工作电流计算：
Ig=
=200/1.732*1.14*0.85≈119.2A
Ig=
=110/1.732*1.14*0.85≈65.6A
式中：
V1—电网额定电压1.14KV
70mm2电缆的长期连续负荷载流量（表12-2-17）178A大于工作电流119.2A65.4A
起动瞬间电流大，所以选择MY-0.66/1.143×70+1×25电缆，电压等级1140v/660V。
5.3.5、喷雾泵
功率：
45KW
工作电流计算：
Ig=
=45/1.732*0.66*0.85≈46.3A
式中：
V1—电网额定电压0.66KV
25mm2电缆的长期连续负荷载流量（查煤矿电工手册表12-2-17）138A大于工作电流46.3A
所以选择MY-1140/6003×25+1×25电缆，电压等级1140V/660V。
5.3.6、胶带输送机
功率：
90KW
工作电流计算：
Ig=
=90/1.732*0.66*0.85≈92.7A
式中：
V1—电网额定电压660V
25mm2电缆的长期连续负荷载流量（查煤矿电工手册表12-2-17）138A大于工作电流92.7A
所以选择MY-1140/6003×25+1×25电缆，电压等级1140V/660V。
6、短路电流计算：
6.1、综采工作面采煤机变压器二次电压为1140V，容量为1250KVA，系统短路容量按50MVA计算，
得系统电抗Xx=[1140×（1＋5%）]2/50MVA=0.0286
6KV电缆长度为2.6m，MY70mm2
查表13-1-2得R0=0.306Ω/KMX0=0.061Ω/KM
高压电缆的电抗和电阻：
Rg=0.306×2.6=0.7956Xg=0.061×2.6=0.1586
KBSGZY-1250/6变压器的电抗和电阻查表13-1-6得：
Rb=0.0101Xb=0.0931（按KBSGZY-1250/6）算
∑R=Rg（Ue/U12）+Rb=0.7956*（1140/6000）2+0.0101
=0.7956*0.036+0.0101=0.02864+0.0101=0.0387
∑X=Xg（Ue/U1）2+Xb+XX=0.1586×（1140/6000）2+0.0931+0.0286=0.005709+0.0931+0.0286=0.1274
Id1=Ue/2
==4285.7A
6.2、变压器二次电压为660V，容量为1000KVA，系统短路容量按50MVA计算，
得系统电抗XX=[660×（1＋5%）]2/50MVA=0.0096
6KV电缆长度为800KM，MY35mm2
查表13-1-2得R0=0.306Ω/KMX0=0.061Ω/KM
高压电缆的电抗和电阻：
Rg=0.306×0.8=0.2448Xg=0.061×0.8=0.0048
KBSGZY-1000/6变压器的电抗和电阻查表13-1-6得：
Rb=0.0101Xb=0.0931算
∑R=Rg（Ue/U12）+Rb=0.7956*（660/6000）2+0.0101
=0.7956*0.0121+0.0101=0.02864+0.0101=0.0197
∑X=Xg（Ue/U1）2+Xb+XX=0.1586×（660/6000）2+0.0931+0.0286=0.1586+0.0931+0.0286=0.02803
Id1=Ue/2
=2481.2A
6.3、采煤机400KW电机
520KW电机短路电流计算
电缆截面：
MY95mm²
L=0.05＋0.25=0.3KM查表13-1-7得R0=0.2301Ω/KMX0=0.075Ω/KM
高压电缆的电抗和电阻：
R=0.2301*0.3=0.069X=0.075*0.3=0.0225
∑R=0.0387+0.069=0.1077
∑X=0.1274+0.0225=0.1495
Id4=Ue/2
=3097A
400KW电机开关的整定：
Pe=520KWUe=1140V
Ie=309.8A
（1）过流保护：
Iz=309.8A
（2）短路保护
Id3=8*Iz=2478.5A
（3）灵敏度系数效验
Id/8Iz=3097/2478.5=1.249>1.2满足灵敏度的要求
（4）根据开关特性，过负荷整定为：
309.8A短路整定为6Iz
6.4、刮板输送机400KW电机
400KW电机短路电流计算
电缆截面：
MY95mm2
L=0.05＋0.25=0.3KM查表13-1-7得R0=0.2301Ω/KMX0=0.075Ω/KMR=0.2301*0.3=0.069X=0.075*0.3=0.0225
∑R=0.0387+0.069=0.1077
∑X=0.1274+0.0225=0.1495
Id4=Ue/2
=3097A
100KW电机开关的整定：
Pe=400KWUe=1140V
Ie=245.6A
（1）过流保护：
Iz=245.6A
（2）短路保护
Id3=9*Iz=2145.6A
（3）灵敏度系数效验
Id/8Iz=3097/2145.6=1.443>1.2满足灵敏度的要求
（4）根据开关特性，过负荷整定为：
245.6A短路整定为6Iz
6.5、转载机
转载机短路电流计算
电缆截面：
MY70mm2
L=0.3KM查表13-1-7得R0=0.3151Ω/KMX0=0.078Ω/KM
R=0.3151*0.3=0.095X=0.078*0.3=0.023
∑R=0.031+0.095=0.126
∑X=0.104+0.023=0.127
Id3=Ue/2
=3193.2A
转载机开关的整定：
Pe=200KWUe=660V
Ie=205A
（1）过流保护：
Iz=205A
（2）短路保护
Id3=8*Iz=1640A
（3）灵敏度系数效验
Id/8Iz=3193.2/1640A=1.95>1.2满足灵敏度的要求
（4）根据开关特性，过负荷整定为：
250A短路整定为6Iz
6.6、破碎机
破碎机短路电流计算
电缆截面：
MY70mm2
L=0.3KM查表13-1-7得R0=0.3151Ω/KMX0=0.078Ω/KM
R=0.3151*0.3=0.095X=0.078*0.3=0.023
∑R=0.031+0.095=0.126
∑X=0.104+0.023=0.127
Id3=Ue/2
=3193.2A
破碎机开关的整定：
Pe=110KWUe=660V
Ie=113.2A
（1）过流保护：
Iz=113.2A
（2）短路保护
Id3=8*Iz=905.7A
（3）灵敏度系数效验
Id/8Iz=3193.2/905.7A=3.526>1.2满足灵敏度的要求
（4）根据开关特性，过负荷整定为：
120A短路整定为6Iz
6.7、乳化液泵
乳化液泵短路电流计算
电缆截面：
MY70mm2
L=0.03KM查表13-1-7得R0=0.2301Ω/KMX0=0.075Ω/KMR=0.2301*0.03=0.007X=0.075*0.03=0.002
∑R=0.031+0.007=0.038
∑X=0.104+0.002=0.106
Id4=Ue/2
=5089.2A
乳化液泵开关的整定：
Pe=160KWUe=1140V
Ie=95.3A
（1）过流保护：
Iz=95.3A
（2）短路保护
Id=8*Iz=762.6A
（3）灵敏度系数效验
Id4/8Iz=5089.2/762.6=7.7>1.2满足灵敏度的要求
（4）根据开关特性，过负荷整定为：
114.4A短路整定为6Iz
6.8、喷雾泵
喷雾泵短路电流计算
电缆截面：
MY25mm2
L=0.03KM查表13-1-7得R0=0.8638Ω/KMX0=0.088Ω/KM
R=0.8638*0.03=0.0259X=0.088*0.03=0.0026
∑R=0.031+0.0259=0.0569
∑X=0.104+0.0026=0.1068
Id5=Ue/2
=3653.8A
喷雾泵电机开关的整定：
Pe=45KWUe=1140V
Ie=26.8A
（1）过流保护：
Iz=26.8A
（2）短路保护
Id=8*Iz=214.6A
（3）灵敏度系数效验
Id5/8Iz=3653.8/214.6=17>1.2满足灵敏度的要求
（4）根据开关特性，过负荷整定为：
66A短路整定为6Iz
6.9、胶带输送机电机
短路电流计算
电缆截面：
MY25mm2
L=0.03KM查表13-1-7得R0=0.8638Ω/KMX0=0.088Ω/KM
R=0.8638*0.03=0.0259X=0.088*0.03=0.0026
∑R=0.031+0.0259=0.0569
∑X=0.104+0.0026=0.1068
Id5=Ue/2
=3653.8A
输送机电机开关的整定：
Pe=90KWUe=660V
Ie=92.7A
（1）过流保护：
Iz=92.7A
（2）短路保护
Id=8*Iz=741.6A
（3）灵敏度系数效验
Id5/8Iz=3653.8/741.6=4.9>1.2满足灵敏度的要求
（4）根据开关特性，过负荷整定为：
100A短路整定为6Iz
7、安全保护及安全监控
15111综采工作面电气设备的选用必须符合《煤矿安全规程》第444条，454条、455条的规定，该工作面选用的电气设备为矿用隔爆型电气设备，该工作面选用三台KBZ2-315/3300（1140）组合开关,分别向采煤机、工作面刮板输送机供电、两台乳化液泵、转载机供电。
该开关具有短路、过载、断相、漏电闭锁、过压、欠压等保护，符合《煤矿安全规程》的要求。
低压馈电开关选用KBZ矿用隔爆智能型真空馈电开关，该开关具有过载、短路、漏电、欠压、风电闭锁保护功能，符合《煤矿安全规程》的要求。
防爆电气设备入井前，必须按照《煤矿安全规程》452执行。
同时，在综采工作面上下端头装设瓦斯探头，瓦斯超限直接从中央变电所断电。
8、井下接地
在各配电点及设备峒室，均设辅助或局部接地极，所有电气设备和保护装置（包括电缆的铠装、接地芯线）和局部接地装置都要共同埋设在井下水泵房的镀锌钢板的主接地极连成一个总接地网。
接地网上任一保护接地点测得的接地电阻值不超过2Ω，移动设备的接地电阻不得超过1Ω。
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